Trillium Gimbals
Wolf Advanced Technology
Honeywell Aerospace HGuide i700
Führende globale Anbieter

Robuste Embedded-Computer

Robuste Embedded-Computer bieten Rechenleistung, Steuerung, Vernetzung und Datenverarbeitung für Verteidigungsplattformen, die unter anspruchsvollen Umgebungs- und elektrischen Bedingungen betrieben werden. Zu diesen Systemen zählen Missionscomputer, robuste Box-PCs, SBCs, VPX- und OpenVPX-Plattformen, Systeme mit kleinem Formfaktor sowie robuste Server.

In dieser Kategorie werden Hersteller und Anbieter von robusten Embedded-Computern vorgestellt, die Lösungen für Bodenfahrzeuge, Flugzeuge, Marineplattformen, unbemannte Systeme, C5ISR sowie die Sensorverarbeitung anbieten.

Lesen Sie den Technologieübersicht

Hersteller und Lieferanten von robusten Embedded-Computern

Trillium Engineering
Trillium Engineering

Modernste kardanische Aufhängungen für Wärmebildkameras und Kameras im sichtbaren Spektrum für missionskritische Anwendungen

Wolf Advanced Technology
Wolf Advanced Technology

Robuste Hochleistungsrechner und Video-E/A-Module: 6U und 3U VPX sowie XMC für Verteidigungsanwendungen

NovAtel
NovAtel

Zuverlässige Lösungen für Position, Navigation und Zeitgebung (PNT) für Militär und Verteidigung

Futuris Electronic
Futuris Electronic

Robuste Bildverarbeitung und missionskritische Elektronik für Verteidigungssysteme

Crystal Group
Crystal Group

Robuste Edge-Computing- und Netzwerklösungen für missionskritische Verteidigungsanwendungen

Kuantek Elektronik
Kuantek Elektronik

Hochentwickelte Militär- und Verteidigungselektronik, Elektrooptik, Wärmebildtechnik, FPGA, eingebettete Systeme, industrielles Internet der Dinge (IIoT) und intelligente Energielösungen

TUALCOM
TUALCOM

GPS-GNSS-Geräte zur Störungsunterdrückung, taktische Datenverbindungen, Telemetriesysteme, Ausrüstung für die elektronische Kriegsführung und Flugabbruchsysteme

UAV Navigation-Grupo Oesía
UAV Navigation-Grupo Oesía

Modernste Flugsteuerungs- und GNSS-unabhängige Navigationstechnologien für militärische und staatliche UAV-Plattformen

Kutta Technologies
Kutta Technologies

Einsatzkritische Hardware- und Softwaretechnologien für verbesserte Befehls- und Kontrollfunktionen in anspruchsvollen Kampfumgebungen

Spectrum Control
Spectrum Control

Hochzuverlässige Lösungen für die Verwaltung des elektromagnetischen Spektrums

Atrenne, A Celestica Company
Atrenne, A Celestica Company

Robuste Elektronikgehäuse, Backplanes und vollständige Systemintegration für Verteidigungs- und Luftfahrtanwendungen

MilDef Group
MilDef Group

WIR RÜSTEN ES AUF. MilSpec-Elektronik und robuste IT-Ausrüstung für Militär, Regierung und kritische Infrastruktur

Sightline Intelligence
Sightline Intelligence

Leistungsstarke Edge-Videoverarbeitung und KI-gestützte Verteidigungslösungen

Review Display Systems
Review Display Systems

Robuste Displays für einsatzkritische Anwendungen, Embedded-Computing und Elektronik für Verteidigungssysteme

Storm Technologies
Storm Technologies

Sichere IT-Infrastruktur und Cybersicherheitslösungen für missionskritische Verteidigungsoperationen

Brandywine Communications
Brandywine Communications

Hochentwickelte Lösungen für präzise Zeit- und Frequenzsynchronisation für unternehmenskritische Netzwerke und Systeme

CTI-INTL Solutions
CTI-INTL Solutions

Robuste Computerlösungen für missionskritische Anwendungen in den Bereichen Verteidigung, innere Sicherheit, Strafverfolgung und Katastrophenschutz

UXV Technologies
UXV Technologies

Wegweisende Bodenkontrollstationen (GCS), Elektronik- und Nutzlastlösungen für unbemannte Systeme und Verteidigungsrobotik

ARK Electronics
ARK Electronics

Modernste NDAA-konforme elektronische Hardwarekomponenten für missionskritische Drohnen- und Roboterplattformen. Hergestellt in den USA.

EIZO Rugged Solutions
EIZO Rugged Solutions

Hochleistungs-Videografik, GPGPU, KI/ML-Verarbeitung und Display-Lösungen für missionskritische Umgebungen

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Überblick über robuste Embedded-Computer für Verteidigungs- und Militärsysteme

William Mackenzie

Aktualisiert:

Einführung in robuste Embedded-Computer

Robuste Embedded-Computer übernehmen Aufgaben der Datenverarbeitung, Steuerung, Vernetzung und Datenverwaltung in Verteidigungsplattformen, die unter anspruchsvollen Umgebungs- und elektrischen Bedingungen betrieben werden müssen. Im Gegensatz zu herkömmlicher kommerzieller Hardware werden robuste Embedded-Computer speziell für definierte Anforderungen hinsichtlich Temperatur, Stoß- und Vibrationsfestigkeit, Stromqualität, elektromagnetischer Verträglichkeit, Kühlung, mechanischer Integration und langfristiger Betriebssicherheit entwickelt.

Diese Embedded-Computing-Lösungen kommen in Fahrzeugen, Flugzeugen, Marineplattformen, unbemannten Systemen, Sensoren und C5ISR-Architekturen zum Einsatz. Embedded-Computer in Militärqualität sind für den Einsatz in anspruchsvollen Verteidigungsumgebungen konzipiert, wobei die Anforderungen unter anderem erweiterte Temperaturbereiche, Stoß- und Vibrationsfestigkeit, elektromagnetische Verträglichkeit, Stromaufbereitung, sicheren Betrieb und langfristige Verfügbarkeit umfassen können. Systementwickler wählen Plattformen in der Regel entsprechend den Anforderungen der jeweiligen Anwendung in Bezug auf Umgebung, Rechenleistung, Schnittstellen und Integration aus.

Arten von robusten Embedded-Computern

Robuste Missionscomputer

Robuste Einsatzcomputer vereinen Rechenleistung, Speicher, Netzwerkfunktionen und anwendungsspezifische Ein- und Ausgänge in einer integrierten Einheit. Sie können Einsatzmanagement, Navigation, Sensorsteuerung, Kommunikation, Datenaufzeichnung oder Plattformüberwachung unterstützen. Ein militärischer Embedded-Computer kann für eine bestimmte Arbeitslast optimiert oder mit Erweiterungsmöglichkeiten für spätere Funktions-, Software- oder Schnittstellen-Upgrades ausgelegt sein.

Militär-Embedded-Computer der MilDef Group


Mil-Spec-Computer der CS9100-Serie, robuster Netzwerkcomputer, von der MilDef Group

Robuste Box-PCs

Robuste Box-PCs vereinen Prozessoren, Arbeitsspeicher, Speicher und Schnittstellen in einem verstärkten Gehäuse für den direkten Einbau in eine Plattform. Ihr in sich geschlossenes Design kann die Integration vereinfachen, wenn der Platz begrenzt ist oder Umweltschutz erforderlich ist. Kundenspezifische Embedded-Computer können mit speziellen Anschlüssen, einer Stromaufbereitung, Wechselspeichern, sicherem Speicher oder Schnittstellen für bestehende Fahrzeug- und Sensornetzwerke ausgestattet werden.

Einplatinencomputer

Einplatinencomputer (SBCs) integrieren die wichtigsten Rechenressourcen auf einer einzigen Platine und werden häufig als Verarbeitungselemente in größeren militärischen Embedded-Systemen eingesetzt. Eine robuste Embedded-Computing-Platine kann CPU, Arbeitsspeicher, Grafik, Speicher und Netzwerkschnittstellen vereinen, während sie für die Stromversorgung, Kühlung, den mechanischen Schutz und die externe Konnektivität auf das umgebende Gehäuse angewiesen ist.

VPX- und OpenVPX-Systeme

VPX-Systeme nutzen robuste Steckmodule und Hochgeschwindigkeits-Backplane-Strukturen für modulare Embedded-Computing-Lösungen. OpenVPX definiert Profile für Steckplätze, Module, Backplanes und Entwicklungsgehäuse, um die Interoperabilität auf Systemebene zu verbessern. ANSI/VITA 65.0-2025 ist der aktuelle OpenVPX-Systemstandard und erweitert bestehende Systemdefinitionen um die Unterstützung weiterer Kommunikationsprotokolle, optische Profile sowie Präzisierungen.

Embedded-Computer mit kleinem Formfaktor

Rugged Embedded Computer from Systel

Sparrow-Strike, robuster Embedded-Computer mit extrem kleinem Formfaktor von Systel

Systeme mit kleinem Formfaktor sind für Plattformen vorgesehen, bei denen Größe, Gewicht und Leistungsaufnahme streng begrenzt sind. Ein robuster Embedded-Computer mit kleinem Formfaktor kann in kompakten Nutzlasten, autonomen Fahrzeugen, Fernsensoren oder verteilten Verarbeitungsknoten eingesetzt werden, bei denen ein größeres Gehäuse inakzeptable Nachteile hinsichtlich Einbau, Gewicht, Leistungsaufnahme oder Kühlung mit sich bringen würde.

Robuste Server und Hochleistungsrechnersysteme

Robuste Server bieten eine höhere Rechendichte, Speicherkapazität, Speicherplatz und Beschleunigerunterstützung für anspruchsvolle Edge-Workloads. Diese Systeme können Sensorfusion, künstliche Intelligenz, Bildauswertung, Missionsdatenverarbeitung und andere Anwendungen unterstützen, die mehr Rechenressourcen erfordern, als kleinere Embedded-Computer innerhalb ihrer thermischen und leistungsbezogenen Grenzen praktisch bereitstellen können.

Verteidigungsanwendungen für robuste eingebettete Computer

Bodenkampf- und taktische Fahrzeuge

Bodenfahrzeuge nutzen robuste eingebettete Computer für Lageerfassung, Kommunikation, Navigation, Fahrzeugelektronik, Sensorverarbeitung und Besatzungsschnittstellen. Die Systeme müssen unter Umständen Vibrationen, elektrische Transienten, Staub, extreme Temperaturen und eingeschränkte Kühlung aushalten und sich gleichzeitig in die bestehenden Fahrzeugarchitekturen und den verfügbaren Einbauraum einfügen.

Militärflugzeuge und Drehflügler

Eingebettete Bordcomputer unterstützen Avionikfunktionen, Missionsabwicklung, Nutzlaststeuerung, Kommunikation, Datenaufzeichnung und Sensormanagement. Die Integration wird durch SWaP-Grenzwerte, Flughöhe, Wärmeabgabe, elektromagnetische Verträglichkeit, die Auswahl der Steckverbinder und die elektrischen Eigenschaften des Trägerflugzeugs sowie durch geltende Lufttüchtigkeits- und Sicherheitsanforderungen bestimmt.

Marine- und maritime Plattformen

Marineplattformen nutzen eingebettete Computer für Navigation, Kommunikation, Kampfsysteme, Maschinenüberwachung, Sensorverarbeitung und Datenverteilung. Bei der Auswahl der Ausrüstung müssen unter Umständen auch Luftfeuchtigkeit, Salzeinwirkung, Stöße, Vibrationen, Kühlkonzepte, der Einbauort des Gehäuses sowie die für maritime Verteidigungssysteme typische lange Lebensdauer berücksichtigt werden.

Unbemannte und autonome Systeme

Unbemannte Luftfahrzeuge, Bodenfahrzeuge, Überwasserschiffe und Unterwassersysteme sind auf lokale Rechenleistung für Navigation, Wahrnehmung, Autonomie, Sensorfusion und Nutzlastmanagement angewiesen. Ein robuster eingebetteter Computer für UAVs muss einen Ausgleich zwischen Rechendurchsatz und strengen Grenzen hinsichtlich Masse, Volumen, Leistungsaufnahme und Wärmeentwicklung schaffen und gleichzeitig einen zuverlässigen Betrieb sowie die Fehlerbehandlung ohne ständige menschliche Eingriffe gewährleisten.

C5ISR-Systeme und elektronische Kriegsführung

C5ISR- und elektronische Kriegsführungsanwendungen können Netzwerke mit hohem Durchsatz, Verarbeitung mit geringer Latenz, sichere Datenverarbeitung sowie einen schnellen Informationsaustausch zwischen Sensoren und Entscheidungssystemen erfordern. Militärische Embedded-Computer für Überwachungszwecke können Allzweckprozessoren und Beschleuniger kombinieren, um Kommunikationsverarbeitung, Signalanalyse, Datenfusion, Missionsanwendungen, Verschlüsselung und andere Sicherheitsfunktionen zu unterstützen.

Radar- und elektrooptische Sensorverarbeitung

Radar-, elektrooptische, Infrarot- und spektrale Bildgebungssysteme können umfangreiche Datenströme erzeugen, die von einer Verarbeitung in unmittelbarer Nähe des Sensors profitieren. Ein robuster eingebetteter Computer kann Filterung, Bildverbesserung, Erkennung, Verfolgung, Komprimierung oder Sensorfusion durchführen und dabei die Menge der über Plattformnetzwerke übertragenen Rohdaten reduzieren sowie den damit verbundenen Bandbreitenbedarf senken.

Verarbeitungsarchitekturen und Rechenhardware

Robuste eingebettete Rechnerplattformen können mehrere Prozessortypen kombinieren, wobei die geeignete Architektur von der Arbeitslast, der Latenz, der Leistungsaufnahme, den thermischen Grenzen, dem Determinismus und den Softwareanforderungen bestimmt wird.

  • CPU-basierte Verarbeitung: CPUs unterstützen Betriebssysteme, missionsspezifische Anwendungen, Netzwerkfunktionen, Steuerungssoftware und allgemeine Datenverarbeitung. Ihre umfassende Softwarekompatibilität macht sie zur primären Rechenressource in vielen militärischen Embedded-Computern.
  • GPU- und GPGPU-Rechenleistung: GPUs bieten parallele Verarbeitung für Computer Vision, Bildverarbeitung, Inferenz im Bereich der künstlichen Intelligenz (KI), Visualisierung sowie ausgewählte Aufgaben der Signalverarbeitung. Ihr Einsatz erfordert eine sorgfältige Abwägung hinsichtlich Speicherbandbreite, Leistungsaufnahme, Kühlkapazität, Softwareunterstützung und Lebenszyklus des Beschleunigers.
  • FPGA-basierte Verarbeitung: FPGAs bieten konfigurierbare Hardwarebeschleunigung für deterministische Funktionen mit geringer Latenz, wie beispielsweise digitale Signalverarbeitung, Protokollverarbeitung, Datenerfassung und Vorverarbeitung von Sensorströmen mit hoher Datenrate.
  • Heterogene Rechenarchitekturen: Heterogene Systeme kombinieren CPUs mit GPUs, FPGAs oder anderen Beschleunigern, sodass Arbeitslasten auf der Ressource ausgeführt werden können, die für ihre Anforderungen hinsichtlich Durchsatz, Latenz, Determinismus und Effizienz am besten geeignet ist.

Die Wahl der richtigen Verarbeitungskombination trägt dazu bei, die Rechenleistung mit den SWaP- und thermischen Einschränkungen der Verteidigungsplattform in Einklang zu bringen.

Datenschnittstellen und offene Architekturen

Militärische eingebettete Computersysteme müssen Daten mit Sensoren, Funkgeräten, Speichergeräten, Fahrzeugnetzwerken und anderen Rechenressourcen austauschen und dabei Interoperabilität, Cybersicherheit sowie die Integration zukünftiger Technologien gewährleisten.

  • Ethernet und Hochgeschwindigkeitsnetzwerke: Ethernet bietet eine weit verbreitete Grundlage für die Plattformvernetzung, verteilte Verarbeitung, den Transport von Sensordaten sowie die Kommunikation zwischen eingebetteten Computern und anderen Subsystemen.
  • PCI Express und serielle Hochgeschwindigkeits-Fabrics: PCI Express und zugehörige serielle Fabrics bieten Verbindungen mit hoher Bandbreite zwischen Prozessoren, Beschleunigern, Speichern, Peripheriegeräten und modularen Rechenressourcen.
  • Serielle und ältere Schnittstellen: RS-232, RS-422, RS-485, CAN, diskrete E/A und andere etablierte Schnittstellen behalten ihre Bedeutung, wenn neue Systeme mit älteren Funkgeräten, Navigationsgeräten, Fahrzeugsubsystemen oder Sensorelektronik verbunden werden müssen.
  • Modularer Open-Systems-Ansatz: Die MOSA-Prinzipien legen den Schwerpunkt auf modularen Aufbau und klar definierte Schnittstellen, die Wettbewerb, Technologieeinführung, Austausch von Subsystemen, Interoperabilität und langfristige Systementwicklung ermöglichen.
  • VPX und OpenVPX: VPX bietet eine robuste, modulare Architektur unter Verwendung von Hochgeschwindigkeits-Switched-Fabrics, während OpenVPX Profile auf Systemebene definiert, die die Interoperabilität zwischen Modulen, Steckplätzen, Backplanes und Gehäusen verbessern sollen. ANSI/VITA 65.0-2025 ist der aktuelle OpenVPX-Systemstandard.
  • SOSA-konforme Datenverarbeitung: SOSA wendet die Prinzipien einer modularen offenen Architektur auf Sensorsysteme an, wobei die technischen Arbeiten Aspekte der Hardware, Software, Elektrotechnik, Mechanik, Datenverarbeitung, Sicherheit und Schnittstellen umfassen. Ausgabe 2.0, Snapshot 3 enthält aktualisierte Inhalte zur Hardwarebeschleunigung, Überarbeitungen der elektrotechnischen und mechanischen Spezifikationen sowie aktualisierte Leitlinien für 3U- und 6U-Hardware.

Offene Schnittstellen können die Integration, Aufrüstung, Absicherung und Wartung eines robusten Embedded-Computers über den gesamten Lebenszyklus eines Verteidigungsprogramms hinweg erleichtern.

Militärische Standards und Qualifizierung

Die Qualifikationsanforderungen variieren je nach Plattform und Programm; daher sollten Normen entsprechend der vorgesehenen Betriebsumgebung angewendet und nicht als universelle Indikatoren für Robustheit betrachtet werden. Plattformspezifische Anforderungen können sich zudem auf die Eingangsleistung, Schock- und Vibrationsbelastungen in der Marine, Lufttüchtigkeit, Sicherheit, Umgebungsabdichtung und andere installationsspezifische Bedingungen beziehen.

  • MIL-STD-810 Umweltprüfungen: MIL-STD-810 enthält Leitlinien zur Umwelttechnik sowie Laborprüfverfahren für Belastungen wie Temperatur, Vibration, Stoßbelastung, Feuchtigkeit, Staub und Höhe.
  • MIL-STD-461 Elektromagnetische Verträglichkeit: MIL-STD-461 legt Schnittstellen- und Verifizierungsanforderungen zur Kontrolle der Emissionen und Anfälligkeit gegenüber elektromagnetischen Störungen in elektronischen, elektrischen und elektromechanischen Geräten und Subsystemen der Verteidigungstechnik fest. Die Einhaltung dieser Anforderungen hängt zudem von der Konfiguration, der Verkabelung, der Erdung und den Installationsdetails ab.
  • VITA-Standards für robuste eingebettete Systeme: Die VITA-Standards decken Technologien ab, die in der gesamten robusten modularen Rechnertechnik zum Einsatz kommen, darunter VPX, OpenVPX, Backplanes, Steckverbinder, Kühlung, Systemmanagement, optische Schnittstellen, HF-Konnektivität sowie damit verbundene mechanische und elektrische Anforderungen.

Für einen Hersteller von eingebetteten Computern, einen Systemintegrator oder ein Beschaffungsteam im Verteidigungsbereich sind konfigurationsspezifische Qualifizierungsnachweise, Testbedingungen und dokumentierte Konformität aussagekräftiger als eine allgemeine Behauptung, dass die Geräte militärtauglich sind.